الصخور المتحولة (٢)
انظر إلى تجربة مختبر الجيولوجيا أمامك. هدفنا هنا هو تفسير التغيرات في الصخور. انظر إلى العينات الموجودة في أعلى الصفحة، لديك عينات مثل الحجر الرملي، والطفل، والحجر الجيري، والجرانيت، والكوارتزيت، والأردواز، والرخام، ونايس. المطلوب منك في خطوات العمل أن تجهز جدولاً تسجل فيه رقم العيننة، واسم الصخر، والخصائص المميزة، والكتلة، والحجم، ثم تحسب الكثافة. تذكر دائماً قانون الكثافة: الكثافة تساوي الكتلة مقسومة على الحجم، أي . فلو كانت كتلة عينة صخرية ٥٠ جراماً وحجمها ١٠ سنتيمترات مكعبة، فإن كثافتها تكون أي ٥ جرامات لكل سنتيمتر مكعب. بعد ذلك أجب عن الأسئلة المجاورة، مثل وصف كيفية تغير حبيبات الكوارتز في الحجر الرملي أثناء التحول، وقارن بين نتائج حساباتك وحسابات زملائك، وقوم التغير في الكثافة بين كل من الطفل والأردواز.
تقوم فكرة الصخور المتحولة على تعرض صخور سابقة إلى ظروف جديدة من الحرارة والضغط العاليين والمحاليل الحرارية المائية، مما يؤدي إلى تغير المعادن إلى معادن جديدة مستقرة تحت تلك الظروف دون أن تنصهر. تنقسم الصخور المتحولة بحسب نسيجها إلى نوعين رئيسيين: صخور متورقة وصخور غير متورقة. أما عن أنواع التحاليل الرئيسية، فهي التحول الإقليمي والتحول بالتماس والتحول الحراري المائي. كمثال على ذلك، عندما يتعرض الحجر الرملي لظروف التحول، تتغير حبيبات الكوارتز فيه لتتداخل وتتراس بشكل محكم مكونة صخر الكوارتزيت غير المتورق، بينما ينتج عن تحول الصخور الطينية صخور متورقة مثل الأردواز والنايس بحسب شدة الضغط والحرارة.
الفكرة الأساسية
تنشاء الصخور المتحولة عندما تتعرض صخور سابقة لزيادة الضغط والحرارة والمحاليل الحرارية المائية. في أثناء عملية التحول، تتغير المعادن في صخر ما إلى معادن جديدة مستقرة تحت الظروف الجديدة من الحرارة والضغط.
الشرح
عندما تتعرض الصخور لضغط شديد وحرارة عالية تحت سطح الأرض، فإن تركيبها المعدني ونسيجها يتغيران لكي يتناسبا مع البيئة الجديدة، وكل ذلك يحدث دون أن يصل الصخر إلى درجة الانصهار الكامل. تقسم الصخور المتحولة الناتجة بحسب نسيجها إلى نوعين: صخور متورقة تظهر فيها الحبيبات المعدنية مرتبة في طبقات أو أشرطة متوازية نتيجة الضغط الموجه، وصخور غير متورقة تتميز ببلورات ذات أشكال كتلية وليست لها صفائح أو أشرطة واضحة. وتشمل الأنواع الرئيسية للتحول كل من: التحول الإقليمي الذي يحدث على مساحات شاسعة بفعل الضغط والحرارة، والتحول بالتماس عندما تلامس الصهارة الساخنة صخوراً باردة فتحرقها وتحولها محلياً، والتحول الحراري المائي الذي تتفاعل فيه الساخنة مع الصخور لتغير تركيبها الكيميائي.
مثال محلول خطوة بخطوة
إذا كانت لديك عينة من الحجر الرملي بحجم وكتلتها تسجل قيمة معينة، وتعرضت لظروف ضغط وحرارة عالية في باطن الأرض: الخطوة الأولى: نحدد المكون الرئيسي للحجر الرملي وهو حبيبات معدن الكوارتز. الخطوة الثانية: بتأثير الحرارة والضغط، تبدأ حبيبات الكوارتز في النمو وتتداخل أطرافها ببعضها بدلاً من أن تبقى مفصولة بمادة لاحمة. الخطوة الثالثة: يتحول الصخر بالكامل إلى صخر الكوارتزيت غير المتورق، حيث تصبح الحبيبات متراصة ومترابطة بقوة، مما يجعل الصخر أكثر صلابة ومقاومة للتكسر مقارنة بالحجر الرملي الأصلي.
أخطاء شائعة
الاعتقاد بأن الصخور المتحولة تنصهر كلياً لتصبح صهارة ثم تبرد، والصحيح أن عملية التحول تتم وهي في الحالة الصلبة دون انصهار. الخلط بين الصخور المتورقة وغير المتورقة من حيث ترتيب البلورات، فالصخور المتورقة تظهر فيها البلورات بشكل صفائح أو أشرطة، بينما تتميز غير المتورقة ببلورات كتلية.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما الفرق الرئيسي بين نسيج الصخور المتحولة المتورقة وغير المتورقة؟ الإجابة: الصخور المتورقة تحتوي على معادن مرتبة في طبقات أو أشرطة صفائحية، بينما الصخور غير المتورقة لها نسيج كتلي لا يظهر فيه أي تورق أو ترتيب صفائحي. السؤال الثاني: ما هي الأنواع الرئيسية للتحول المذكورة في الدرس؟ الإجابة: التحول الإقليمي، والتحول بالتماس، والتحول الحراري المائي.